PENDAHULUAN PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN ETANOL KAPASITAS 6.000 TON PER TAHUN.

(1)

Lendy Priyanggono D 500 020 020

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam rangka memasuki pembangunan jangka panjang, pemerintah menitik

beratkan pembangunan nasional pada sektor industri. Dengan berbagai kebijakan

yang diambil, pemerintah terus berupaya untuk menciptakan iklim segar bagi

pertumbuhan industri kimia ini ditekankan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri,

pemanfaatan sumber daya alam yang ada menciptakan lapangan pekerjaan,

mendorong perkembangan industri lain dan ekspor.

Etil asetat merupakan salah satu jenis solvent atau pelarut yang memiliki

rumus CH3COOC2H5. Cairan jernih tak berwarna dan berbau harum atau khas ini

mempunyai beberapa sifat antara lain larut dalam kloroform, alkohol serta eter,

mempunyai titik didih sebesar 77,1ºC pada tekanan 1 atm dan berat jenis

0,8945 gr/ml (25ºC)

Di Indonesia, etil asetat, produk turunan dari asam asetat ini memiliki pasar

yang cukup luas seperti industri tinta cetak, cat dan tiner, PVC film, serta banayak

industri penyerap lainnya seperti industri farmasi, dan sebagainya. Kendati industri-

industri penyerapnya di dalam negeri dewasa ini sedang kurang menggairahkan,

namun di masa mendatang diperkirakan mempunyai prospek yang cukup baik.

Etil asetat diproduksi PT. Sarasa Nugraha Tbk (yang dahulunya PT. Indo

Acidatama Chemical Industri Solo), dan ini merupakan satu-satunya pabrik di

Indonesia yang memproduksi etil asetat. Karena kebutuhan etil asetat dalam negeri

semakin meningkat, sedangkan hanya ada satu produsen yang menghasilkan etil

asetat dengan kapasitas 7.500 ton per tahun, maka kami merancang pendirian pabrik

(2)

Fungsi dari pendirian pabrik ini diantaranya adalah :

1. Menghemat sumber devisa negara

Agar produk-produk yang dihasilkan akan dapat memenuhi kebutuhan didalam

negeri, sehingga ketergantungan terhadap negara lain dapat dikurangi.

2. Proses alih teknologi

Dengan adanya produk-produk yang dihasilkan dengan teknologi modern

membuktikan bahwa para sarjana kita mampu menyerap ilmu serta teknologi

modern, dan menerapkan di bidang industri.

3. Membuka lapangan kerja baru

Dengan berdirinya pabrik etil asetat ini, akan menciptakan lapangan kerja baru,

memberikan kesempatan kerja, dan pemerataan tenaga kerja, sehingga dapat

mengurangi pengangguran.

1.2 Kapasitas Rancangan

Penentuan kapasitas pabrik suatu industri di upayakan dengan

memperhatikan segi teknis, financial dan ekonomis. Dari segi teknik, industri etil

asetat yang direncanakan harus memperhatikan peluang pasar, segi ketersediaan dan

kontinuitas bahan baku, selain itu juga fasilitas lain yang mempengaruhi seperti

sarana transportasi dan sebagainya.

Kebutuhan etil asetat dalam negeri selama ini sebagian masih dipenuhi

impor. Impor etil asetat ini didatangkan dari banyak negara. Namun dalam beberapa

tahun terakhir jumlah terbesar dipasok dari beberapa negara saja antara lain Jepang,

Korea, Taiwan dan Singapura.

(3)

Table 1.1 Impor etil asetat di Indonesia tahun 1998-2004

Tahun Jumlah (ton)

Sumber : Statistik Perdagangan Luar Negeri, Impor.

Dari tabel 1.1 menunjukan bahwa perkembangan impor etil asetat di

Indonesia tidak stabil, sering terjadi kenaikan dan penurunan. Kebutuhan etil asetat

pada tahun-tahun mendatang tergantung pada produksi cat dan tiner, tinta cetak, dan

industri-industri lainnya.

Table 1.2 Kapasitas produksi industri etil asetat yang ada

Nama Perusahaan Lokasi Kapasitas produksi per tahun

(4)

Lee Chang Yung Chemical

Solo, Indonesia

Sumber: CIC No. 320, 16 juni 2001

Ditinjau dari segi ekonomi pendirian pabrik etil asetat dari etanol dan asam

asetat menguntungkan karena harga produk etil asetat lebih tinggi bila dibandingkan

dengan harga bahan baku.

1.3 Lokasi Pabrik

Lokasi suatu pabrik sangat berpengaruh terhadap kelangsungan operasi

pabrik tersebut. Untuk itu sebelum pabrik berdiri perlu dilakukan studi kelayakan

untuk mempertimbangkan faktor-faktor penunjang yang mendukung kelangsungan

pabrik tersebut. Adapun faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah:

A. Penyediaan bahan baku

B. Penyediaan listrik dan bahan bakar

C. Penyediaan air

D. Pemasaran

E. Transportasi

F. Pembuangan limbah

(5)

Dengan mempertimbangkan factor-faktor tersebut diatas maka lokasi pabrik

etil asetat ditetapkan di daerah Semarang, Jateng. Dengan alasan sebagai berikut:

1. Penyediaan Bahan Baku

Untuk bahan baku dapat diperoleh dari PT. Sarasa Nugraha Tbk, Solo karena

pabrik ini memproduksi etanol dan asam asetat sebagai bahan baku pembuatan

etil asetat.

2. Penyediaan Listrik dan Bahan Bakar

Penyediaan listrik dan bahan bakar di Semarang sudah mencukupi mengingat

Semarang adalah daerah yang mempunyai prospek yang baik sebagai daerah

pengembangan industri, sehingga kebutuhan listrik dan bahan bakar tidak menjadi

masalah.

3. Penyediaan Air

Didaerah Semarang, air untuk proses cukup tersedia karena dekat dengan aliran

Laut Jawa yang dapat memenuhi kebutuhan pabrik. Atau dapat juga dengan

membuat sumur bor.

4. Pemasaran

Disekitar pabrik banyak berdiri pabrik tekstil yang menggunakan etil asetat

sebagai bahan baku dan dekat juga dengan Jawa Timur yang merupakan

konsumen terbesar.

5. Transportasi

Lokasi pabrik dekat dengan jalan raya, yaitu jalan raya utama Semarang-Solo di

mana kota Semarang tersebut memiliki pelabuhan untuk kegiatan ekspor-impor.

6. Pembuangan Limbah

Limbah dari pabrik diperoleh dari unit pengolahan limbah sampai mencapai

ambang batas yang diizinkan, langsung dibuang ke Laut Jawa yang selanjutnya

(6)

7. Tenaga Kerja

Tenaga kerja sebagian besar diperoleh dari masyarakat sekitar dan tenaga ahli

diperoleh dari lulusan Perguruan Tinggi sekitarnya yaitu Semarang, Yogyakarta,

dan Solo.

1.4 Tinjauan Pustaka 1.4.1. Macam-macam Proses

Ada 3 macam proses pembuatan etil asetat, dan 2 diantaranya merupakan

proses yang komersial, yaitu:

1. Proses Tischchenko

Reaksi yang terjadi:

2CH3CHO→CH3COOCH2CH3

Proses ini dikembangkan pertama kali oleh Tischchenko, dimana yield yang

didapat adalah 61 %. Bahan baku yang digunakan adalah Acetaldehyde

dengan menggunakan katalis alumunium etoksida pada T = -20ºC. Proses ini

berkembang pada industri di Eropa selama satu setengah abad di mana

acetaldehyde menjadi bahan bakunintermediet yang penting dibandingkan

dengan asetilen. (Mc Ketta, 1976)

2. Proses Esterefikasi Hoeschst A.G

Reaksi yang terjadi :

CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O

Proses berlangsung pada suhu 100ºC dengan menggunakan katalis. Konversi

etil asetat yang diperoleh 99,7 %.( Faith and Keyes, 1957)

3. Etilen asetat dari Etilen dan Asam asetat.

Reaksi yang terjadi :

CH3COOH + C2H4 → CH3COOCH2CH3

Proses berlangsung dengan menggunakan katalis fungsto phosphoric acid,

(7)

Lendy Priyanggono D 500 020 020 1.4.2 Kegunaan Produk

Etil asetat adalah cairan tidak berwarna, merupakan senyawa yang mudah

terbakar dan mempunyai resiko peledakan (eksplosif). Adapun kegunaan Etil asetat

dalam industri adalah sebagai berikut :

a. Sebagai bahan pelarut cat dan bahn baku pembuatan plastik

b. Untuk kebutuhan industri farmasi

c. Sebagai bahan baku bagi industri tinta cetak, industri resin sintesis.

d. Sebagai reagen sintetik organik, misal pembuatan etil asetoasetat.

e. Sebagai bahan baku bagi pabrik parfum, flavor, kosmetik, dan minyak atsiri.

( Faith and Keyes, 1957)

1.4.3 Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk Etil Asetat 1.4.3.1 Bahan Baku

A. Etanol

1. Sifat fisis

a. Berat molekul : 46,069

b. Boiling point : 78,32ºC (1 atm)

c. Flash point : 14ºC

d. Freezing point : -114,1ºC

e. Temperatur kritis : 243,1ºC

f. Tekanan kritis : 63 atm

g. Volume kritis : 167 cm3/mol

h. Density cair : 0,7893 gr/cm3

i. Kelarutan dalam air : sangat larut

j. Entalphy pembentukan (25ºC) cair : -277.69 kJ/mol

Entalphy pembentukan (25ºC) gas : -235,10 kJ/mol

k. Energi Gibbs pembentukan (25ºC) cair : -174,78 kJ/mol

(8)

2. Sifat Kimia

a) Ethanol adalah senyawa organik sintetis. Apabila mengalami dehidrasi

akan membentuk etilen.

Reaksi :

C2H5OH 180ºC, H+ C2H4 + H2O

b) Etanol dapat dibuat dari etilen dengan katalis H2SO4

CH2 CH298% H2SO4 CH3CH2OSO3H H2O heat CH3CH2OH + H2SO4

c) Sifat kimia etanol terutama dalam hubungannya dengan gugus hidroksil

misalnya reaksi dehidrasi, dehidrogenasi, oksidasi dan esterifikasi. Atom

hidrogen ini dapat diganti dengan logam aktif misalnya natrium, kalsium

dan kalium, serta menghasilkan logam etoksida seperti pada reaksi berikut

ini :

2 C2H5OH + 2 M 2 C2H5OM + H2

B. Asam asetat

1. Sifat fisis

b. Boiling point : 118,1ºC

c. Melting point : 16,7ºC pada 1 atm

d. Kelarutan dalam : - air : sangat larut

- alkohol : sangat larut

- eter : sangat larut

2. Sifat Kimia

a. Asam asetat direaksikan dengan etanol menggunakan katalis asam kuat

(asam kuat yang digunakan sebagai katalisatornya dapat berupa larutan

asam sulfat) membentuk etil asetat yang fase zat pereaksi dan produk

adalah cairan.

Reaksi :

(9)

b. Dapat membentuk garam asetat jika direaksikan dengan Zn.

Reaksi :

2 CH3COOH + Zn ( CH3COO-)2 Zn++ + H2

c. Apabila bereaksi dengan benzoerichlorida dalam fase cair akan

membentuk Acetyl Chlorida.

Reaksi :

C6H5CCL3 + CH3COOH CH3COCl + C6H5COCl + HCl

d. Konversi ke klorida-klorida sam

3 CH3COOH + PCl3 50ºC 3 CH3COCl + H3PO3

Asetil klorida

e. Subsitusi dari Alkyl group

CH3COOH Cl2, P ClCH2COOH Cl2, P ClCHOOH Cl2, P Cl3CHCOOH

C. Etil asetat

1. Sifat fisis

b. Boiling point : 77,1ºC

c. Flash point : -5ºC

d. Melting point : - 82,4ºC

e. Temperatur kritis : 250,1ºC

f. Tekanan kritis : 37,8 atm

g. Specific grafity ( 20 ºC) : 0,883

h. Kelarutan dalam : - air : 8,5 cc (15ºC)

: - alkohol : sangat larut

: - eter : sangat larut

b. Sifat Kimia

Etil asetat adalah senyawa yang mudah terbakar dan mempunyai resiko

peledakan (eksplosif).

(10)

Reaksi:

CH3COOC2H5 + NH3 CH3CONH2 + C2H5OH

• Akan membentuk etil benzoil asetat bila bereaksi dengan etil benzoate

C6H6COOC2H5 + CH3COOC2H5 C6H6CO-CH2COOC2H5 +C2H5OH

1.5 Tinjauan Proses Secara Umum

Etil asetat adalah suatu ester yang diperoleh dengan cara esterifikasi antara

Etanol dan Asam Asetat dengan menggunakan katalisator butiran resin. Untuk

pembentukan senyawa ester dari asam organik, reaksi yang terjadi merupakan reaksi

substitusi hidrogen pada gugus karboksil dengan radikal sisa asam.

Rumus bangun senyawa ester tersebut secara umum adalah :

O

R - C – O – R’

Reaksi esterifikasi merupakan reaksi kesetimbangan, dimana kesetimbangan

reaksi tersebut akan lebih cepat tercapai dengan adanya ion H+. Reaksi esterifikasi

berifat reverrsible. Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester itu kesetimbangan

harus digeser kearah sisi ester. Satu teknik untuk mencapai ini adalah menggunakan

salah satu zat yang murah secara berlebihan. Teknik lain ialah membuang salah satu

produk dalam campuran reaksi ( misalnya dengan destilat air secara azeotrop).

Seperti kebanyakan reaksi lain, kecepatan esterifikasi menjadi dua kali lipat

setiap kenaikan temperatur 10 ºC. Oleh sebab itu panas digunakan untuk

mempercepat reaksi esterifikasi. Telah lama diketahui bahwa reaksi esterifikasi dapat

dipercepat dengan penambahan asam kuat seperti asam sulfurik atau hidroklorat.

Titik keseimbangan reaksi tidak berubah dengan adanya katalis, hanya laju